JP2013069863A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an occurrence of a short circuit between wiring caused by a residue.SOLUTION: A semiconductor device of an embodiment comprises: a first region on a semiconductor substrate, in which a first transistor including a first gate insulation film 4 containing a high dielectric constant material and a first metal gate electrode 5 formed on the first gate insulation film 4; a second region juxtaposing to the first region on the semiconductor substrate, in which a second transistor including a second gate insulation film 4 containing a high dielectric constant material and a second metal gate electrode 12 formed on the second gate insulation film, and having a threshold voltage different from that of the first transistor; and first and second wiring having potentials different from each other. A boundary between the first region and the second region overlaps at least only one of the first wiring and the second wiring.

Description

本発明は、HKMG構造を有するトランジスタを備える半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a transistor having an HKMG structure.

ゲート絶縁膜とゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有するMISFET(Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor)においては、ゲート絶縁膜としてSi02からなるシリコン酸化膜を使用し、ゲート電極としてポリシリコン膜を使用するのが一般的であった。 In MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor Field -Effect Transistor) having a gate insulating film and a gate electrode formed on the gate insulating film, and a silicon oxide film made of Si0 2 as a gate insulating film, a gate electrode It was common to use a polysilicon film.

近年、MISFETの微細化に伴い、ゲート絶縁膜の薄膜化が進んでいる。ゲート絶縁膜の薄膜化が進むことで、ゲート電極にかかる電場が相対的に強くなり、ポリシリコン膜を使用したゲート電極の空乏化が問題となっている。また、ゲート絶縁膜の薄膜化が進むことで、チャネルを流れる電子がシリコン酸化膜によって形成される障壁をトンネルしてゲート電極に流れる、いわゆるトンネル電流の発生が問題となっている。   In recent years, with the miniaturization of MISFETs, the gate insulating film has been made thinner. As the gate insulating film becomes thinner, the electric field applied to the gate electrode becomes relatively stronger, and depletion of the gate electrode using a polysilicon film has become a problem. Further, as the gate insulating film becomes thinner, generation of so-called tunnel current in which electrons flowing through the channel tunnel through the barrier formed by the silicon oxide film and flow to the gate electrode is a problem.

そこで、特許文献1(特開2007−329237号公報)および特許文献2(特開2006−024594号公報)には、SiO2よりも誘電率の高い高誘電率材料からなる高誘電率ゲート絶縁膜(High−k絶縁膜)と金属材料からなるメタルゲート電極とを有するMISFETが開示されている。このMISFETによれば、メタルゲート電極によりゲート電極の空乏化を抑制することができ、また、High−k絶縁膜によりトンネル電流の発生を抑制することができる。High−k絶縁膜とメタルゲート電極とを有するMISFETを、HKMG構造を有するMISFETと称する。 Therefore, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-329237) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-024594) disclose a high dielectric constant gate insulating film made of a high dielectric constant material having a dielectric constant higher than that of SiO 2. A MISFET having a (High-k insulating film) and a metal gate electrode made of a metal material is disclosed. According to this MISFET, depletion of the gate electrode can be suppressed by the metal gate electrode, and generation of a tunnel current can be suppressed by the High-k insulating film. A MISFET having a high-k insulating film and a metal gate electrode is referred to as a MISFET having an HKMG structure.

特開2007−329237号公報JP 2007-329237 A 特開2006−024594号公報JP 2006-024594 A

以下では、HKMG構造を有し、閾値電圧の異なる第1および第2のMISFETを半導体基板上に形成する工程について簡単に説明する。なお、半導体基板上の第1の領域に第1のMISFETが形成され、第1の領域に並ぶ第2の領域に第2のMISFETが形成されるものとする。   In the following, a process of forming first and second MISFETs having an HKMG structure and different threshold voltages on a semiconductor substrate will be briefly described. It is assumed that the first MISFET is formed in the first region on the semiconductor substrate and the second MISFET is formed in the second region aligned with the first region.

まず、半導体基板上にHigh−k絶縁膜が堆積された後、第1のMISFETのメタルゲート電極の電極材料が堆積される。第1の領域以外に堆積された電極材料は除去され、第1の領域には、High−k絶縁膜と第1のMISFETのメタルゲート電極の電極材料とが積層された第1のゲートスタック層(第1のGS層)が形成される。   First, after a High-k insulating film is deposited on a semiconductor substrate, an electrode material for a metal gate electrode of the first MISFET is deposited. The electrode material deposited outside the first region is removed, and a first gate stack layer in which the high-k insulating film and the electrode material of the metal gate electrode of the first MISFET are stacked in the first region. (First GS layer) is formed.

次に、第2のMISFETのメタルゲート電極の電極材料が堆積された後、第2の領域以外に堆積された電極材料は除去され、第2の領域には、High−k絶縁膜と第2のMISFETのメタルゲート電極の電極材料とが積層された第2のゲートスタック層(第2のGS層)が形成される。その後、第1および第2のGS層に対して、MISFETのゲートとするために、エッチングなどのゲート加工が行われる。   Next, after the electrode material of the metal gate electrode of the second MISFET is deposited, the electrode material deposited other than the second region is removed, and the High-k insulating film and the second region are removed in the second region. A second gate stack layer (second GS layer) in which the electrode material of the metal gate electrode of the MISFET is stacked is formed. Thereafter, gate processing such as etching is performed on the first and second GS layers to form gates of MISFETs.

ここで、本願発明者は、ゲート加工時にGS層の残渣が生じ、その残渣により配線ショートが発生する可能性があるという問題を見出した。   Here, the inventor of the present application has found a problem that a residue of the GS layer is generated at the time of gate processing, and a short circuit may occur due to the residue.

一般に、第1の領域以外に堆積された第1のMISFETのメタルゲート電極の電極材料は、High−k絶縁膜へのダメージを抑制するために、ウェットエッチングにより除去される。ここで、ウェットエッチングにより第1の領域側の電極材料までエッチングされ、第1の領域側の電極材料がえぐられたようなオーバーハング部が形成されることがある。オーバーハング部が形成されると、第2のMISFETのメタルゲート電極の電極材料の堆積時にオーバーハング部への入り込みが生じる。オーバーハング部に入り込んだ電極材料によりゲート加工時のエッチングが阻害され、第1の領域と第2の領域との境界にGS層の残渣が生じる。残渣にはメタルゲート電極の電極材料が含まれるため導電性を有しており、残渣が電位の異なる2つの配線と接するとショートが発生する。   In general, the electrode material of the metal gate electrode of the first MISFET deposited outside the first region is removed by wet etching in order to suppress damage to the high-k insulating film. Here, the electrode material on the first region side may be etched by wet etching to form an overhang portion in which the electrode material on the first region side is removed. When the overhang portion is formed, the overhang portion enters when the electrode material of the metal gate electrode of the second MISFET is deposited. Etching during gate processing is hindered by the electrode material that has entered the overhang portion, and a residue of the GS layer is generated at the boundary between the first region and the second region. Since the residue contains the electrode material of the metal gate electrode, it has conductivity, and a short circuit occurs when the residue contacts two wirings having different potentials.

本発明の半導体装置は、
半導体基板と、
高誘電率材料を含む第1のゲート絶縁膜と前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第1のメタルゲート電極とを備える第1のトランジスタが形成される前記半導体基板上の第1の領域と、
高誘電率材料を含む第2のゲート絶縁膜と前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のメタルゲート電極とを備え、前記第1のトランジスタとは閾値電圧の異なる第2のトランジスタが形成される前記半導体基板上の前記第1の領域に並ぶ第2の領域と、
電位の異なる第1および第2の配線と、を有し、
前記第1の領域と前記第2の領域との境界が、前記第1および第2の配線の少なくとも一方としか重ならない。
The semiconductor device of the present invention is
A semiconductor substrate;
A first transistor on the semiconductor substrate on which a first transistor comprising a first gate insulating film containing a high dielectric constant material and a first metal gate electrode formed on the first gate insulating film is formed. Area,
A second transistor having a second gate insulating film containing a high dielectric constant material and a second metal gate electrode formed on the second gate insulating film and having a threshold voltage different from that of the first transistor A second region aligned with the first region on the semiconductor substrate on which is formed,
First and second wirings having different potentials,
A boundary between the first region and the second region overlaps at least one of the first and second wirings.

本発明によれば、HKMG構造を有する第1のトランジスタが形成される第1の領域と、HKMG構造を有し、第1のトランジスタとは閾値電圧の異なる第2のトランジスタが形成される第2の領域との境界が、電位の異なる第1および第2の配線の少なくとも一方としか重ならないため、第1の領域と第2の領域との境界に残渣が発生しても、第1の配線と第2の配線との間でショートが発生するのを防ぐことができる。   According to the present invention, the first region in which the first transistor having the HKMG structure is formed, and the second region in which the second transistor having the HKMG structure and having a threshold voltage different from that of the first transistor is formed. Since the boundary with the first region overlaps only at least one of the first and second wirings having different potentials, the first wiring even if a residue is generated at the boundary between the first region and the second region. Can be prevented from occurring between the first wiring and the second wiring.

HKMG構造を有する第1および第2のMISFETのためのゲートスタック層を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming the gate stack layer for 1st and 2nd MISFET which has a HKMG structure. HKMG構造を有する第1および第2のMISFETのためのゲートスタック層を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming the gate stack layer for 1st and 2nd MISFET which has a HKMG structure. HKMG構造を有する第1および第2のMISFETのためのゲートスタック層を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming the gate stack layer for 1st and 2nd MISFET which has a HKMG structure. HKMG構造を有する第1および第2のMISFETのためのゲートスタック層を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming the gate stack layer for 1st and 2nd MISFET which has a HKMG structure. HKMG構造を有する第1および第2のMISFETのためのゲートスタック層を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming the gate stack layer for 1st and 2nd MISFET which has a HKMG structure. HKMG構造を有する第1および第2のMISFETのためのゲートスタック層を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming the gate stack layer for 1st and 2nd MISFET which has a HKMG structure. HKMG構造を有する第1および第2のMISFETのためのゲートスタック層を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming the gate stack layer for 1st and 2nd MISFET which has a HKMG structure. 残渣により配線ショートが生じるメカニズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mechanism in which wiring short-circuit arises with a residue. 本発明の一実施形態の半導体装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the semiconductor device of one Embodiment of this invention. 図9に示す半導体装置の回路レイアウトの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a circuit layout of the semiconductor device shown in FIG. 9. 関連する半導体装置における第1および第2のGS層のパターンと半導体基板上のウェルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pattern of the 1st and 2nd GS layer in a related semiconductor device, and the well on a semiconductor substrate. 図11に示す矩形領域の拡大図である。It is an enlarged view of the rectangular area shown in FIG. 本発明の一実施形態の半導体装置における第1および第2のGS層のパターンと半導体基板上のウェルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pattern of the 1st and 2nd GS layer in the semiconductor device of one Embodiment of this invention, and the well on a semiconductor substrate. 図13に示す矩形領域の拡大図である。It is an enlarged view of the rectangular area shown in FIG. 残渣によるショートの発生を防ぐ方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to prevent generation | occurrence | production of the short circuit by a residue. 残渣によるショートの発生を防ぐ方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to prevent generation | occurrence | production of the short circuit by a residue. 残渣によるショートの発生を防ぐ方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to prevent generation | occurrence | production of the short circuit by a residue. 残渣によるショートの発生を防ぐ方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to prevent generation | occurrence | production of the short circuit by a residue. 残渣によるショートの発生を防ぐ方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to prevent generation | occurrence | production of the short circuit by a residue.

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings.

まず、上述した残渣が生じるメカニズムを図1から図7を参照して詳細に説明する。なお、図1から図7において、同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。   First, the mechanism by which the above-described residue is generated will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7, the same reference numerals are given to the same components, and the description thereof is omitted.

図1に示すように、半導体基板としてのSi基板1に素子分離領域であるSTI(Shallow Trench Isolation)2が形成される。   As shown in FIG. 1, an STI (Shallow Trench Isolation) 2 that is an element isolation region is formed on a Si substrate 1 as a semiconductor substrate.

STI2の形成後、インターレイヤーとして、熱酸化によりシリコン酸化膜(SiO2)3が形成される。シリコン酸化膜3の形成後、SiO2よりも誘電率の高いHfO(酸化ハフニウム)、HfSiO(ハフニウムシリケート)などの高誘電率材料からなるHigh−k絶縁膜4が堆積される。 After the STI 2 is formed, a silicon oxide film (SiO 2 ) 3 is formed as an interlayer by thermal oxidation. After the silicon oxide film 3 is formed, a high-k insulating film 4 made of a high dielectric constant material such as HfO (hafnium oxide) or HfSiO (hafnium silicate) having a dielectric constant higher than that of SiO 2 is deposited.

High−k絶縁膜4の堆積後、第1のMISFETのメタルゲート電極の電極材料である窒化チタン膜(TiN)5が堆積される。窒化チタン膜5の堆積後、ポリシリコン膜6が堆積される。ポリシリコン膜6の堆積後、加工用のマスク材料としてシリコン酸化膜(SiO2)7が堆積される。シリコン酸化膜7の堆積後、第1の領域上にレジスト8が堆積される。 After the high-k insulating film 4 is deposited, a titanium nitride film (TiN) 5 that is an electrode material of the metal gate electrode of the first MISFET is deposited. After the titanium nitride film 5 is deposited, a polysilicon film 6 is deposited. After the polysilicon film 6 is deposited, a silicon oxide film (SiO 2 ) 7 is deposited as a mask material for processing. After the silicon oxide film 7 is deposited, a resist 8 is deposited on the first region.

図2に示すように、レジスト8の堆積後、リソグラフィなどによりパターニングが行われる。パターニング後、ドライエッチングによりシリコン酸化膜7の加工が行われる。その後、第1の領域以外に堆積されたシリコン酸化膜7を除去するために、ドライエッチングが行われる。シリコン酸化膜7の除去後、第1の領域以外に堆積された窒化チタン膜5およびポリシリコン膜6を除去するために、ウェットエッチングが行われる。具体的には、まず、アンモニア水によりポリシリコン膜6がエッチングされ、次に、APM(アンモニア過酸化水素水)により窒化チタン膜5がエッチングされる。   As shown in FIG. 2, after the resist 8 is deposited, patterning is performed by lithography or the like. After patterning, the silicon oxide film 7 is processed by dry etching. Thereafter, dry etching is performed in order to remove the silicon oxide film 7 deposited outside the first region. After the silicon oxide film 7 is removed, wet etching is performed to remove the titanium nitride film 5 and the polysilicon film 6 deposited outside the first region. Specifically, first, the polysilicon film 6 is etched with ammonia water, and then the titanium nitride film 5 is etched with APM (ammonia hydrogen peroxide solution).

ウェットエッチングにより第1の領域以外に堆積された窒化チタン膜5およびポリシリコン膜6は除去され、第1の領域には、第1の絶縁膜としてのHigh−k絶縁膜4、第1のメタルゲート電極としての窒化チタン膜5、ポリシリコン膜6が積層された第1のGS層9が形成される。   The titanium nitride film 5 and the polysilicon film 6 deposited other than the first region by the wet etching are removed, and the High-k insulating film 4 as the first insulating film, the first metal are formed in the first region. A first GS layer 9 in which a titanium nitride film 5 as a gate electrode and a polysilicon film 6 are laminated is formed.

ここで、図2に示すように、ウェットエッチングにより第1の領域に堆積されたポリシリコン膜6などもエッチングされ、オーバーハング部10が形成される。   Here, as shown in FIG. 2, the polysilicon film 6 or the like deposited in the first region by wet etching is also etched, and an overhang portion 10 is formed.

第1のGS層9の形成後、図3に示すように、酸化アルミニウム膜(AlO)11が堆積される。酸化アルミニウム膜11の堆積後、第2のMISFETのメタルゲート電極の電極材料である、窒化チタン膜5とは組成の異なる窒化チタン膜12が堆積される。酸化アルミニウム膜11および窒化チタン膜12が堆積されることで、第1のMISFETの閾値電圧と第2のMISFETの閾値電圧とが異なるものとなる。   After the formation of the first GS layer 9, an aluminum oxide film (AlO) 11 is deposited as shown in FIG. After the aluminum oxide film 11 is deposited, a titanium nitride film 12 having a composition different from that of the titanium nitride film 5 which is an electrode material of the metal gate electrode of the second MISFET is deposited. By depositing the aluminum oxide film 11 and the titanium nitride film 12, the threshold voltage of the first MISFET and the threshold voltage of the second MISFET are different.

窒化チタン膜12の堆積後、ポリシリコン膜13が堆積される。ここで、図3に示すように、酸化アルミニウム膜11、窒化チタン膜12およびポリシリコン膜13のオーバーハング部10への入り込みが生じる。   After the titanium nitride film 12 is deposited, a polysilicon film 13 is deposited. Here, as shown in FIG. 3, the aluminum oxide film 11, the titanium nitride film 12, and the polysilicon film 13 enter the overhang portion 10.

次に、図4に示すように、第2の領域上にレジスト14が堆積される。レジスト14の堆積後、リソグラフィなどによりパターニングが行われる。   Next, as shown in FIG. 4, a resist 14 is deposited on the second region. After the resist 14 is deposited, patterning is performed by lithography or the like.

パターニング後、図5に示すように、第2の領域以外に堆積されたシリコン酸化膜7、酸化アルミニウム膜11、窒化チタン膜12およびポリシリコン膜13を除去するためにドライエッチングが行われ、第2の領域には、第2のゲート絶縁膜としてのHigh−k絶縁膜4、酸化アルミニウム膜11、第2のメタルゲート電極としての窒化チタン膜12、ポリシリコン膜13が積層された第2のGS層15が形成される。また、第1のGS層9と第2のGS層15との間には溝が形成され、この溝の底部に堆積されたシリコン酸化膜3、High−k絶縁膜4も除去される。ここで、図5に示すように、オーバーハング部10に入り込んだ酸化アルミニウム膜11、窒化チタン膜12およびポリシリコン膜13はエッチングされず、第1のGS層9の端部16に残る。   After the patterning, as shown in FIG. 5, dry etching is performed to remove the silicon oxide film 7, the aluminum oxide film 11, the titanium nitride film 12, and the polysilicon film 13 deposited outside the second region. In the region 2, a high-k insulating film 4 as a second gate insulating film, an aluminum oxide film 11, a titanium nitride film 12 as a second metal gate electrode, and a polysilicon film 13 are stacked. A GS layer 15 is formed. Further, a groove is formed between the first GS layer 9 and the second GS layer 15, and the silicon oxide film 3 and the high-k insulating film 4 deposited on the bottom of the groove are also removed. Here, as shown in FIG. 5, the aluminum oxide film 11, the titanium nitride film 12, and the polysilicon film 13 that have entered the overhang portion 10 are not etched and remain at the end portion 16 of the first GS layer 9.

第1のGS層9および第2のGS層15の形成後、図6に示すように、これらのGS層の間に形成された溝を埋めるように、ポリシリコン膜17が堆積される。なお、図6においては、ポリシリコン膜17は、第1および第2のGS層を覆うように堆積されているが、これらのGS層の間に形成された溝を埋めるようにだけ堆積されてもよい。   After the formation of the first GS layer 9 and the second GS layer 15, as shown in FIG. 6, a polysilicon film 17 is deposited so as to fill a groove formed between these GS layers. In FIG. 6, the polysilicon film 17 is deposited so as to cover the first and second GS layers. However, the polysilicon film 17 is deposited only so as to fill a groove formed between these GS layers. Also good.

ポリシリコン膜17の堆積後、W(タングステン)、WN(窒化タングステン)、WSi(タングステンシリサイド)からなるW/WN/WSi膜18が堆積される。W/WN/WSi膜18は配線となる。なお、ポリシリコン膜17が第1および第2のGS層の間に形成された溝を埋めるようにだけ堆積されている場合、配線となるのはW/WN/WSi膜18だけとなる。このような構造をBLG(Bit Line Gate)構造と称する。   After the polysilicon film 17 is deposited, a W / WN / WSi film 18 made of W (tungsten), WN (tungsten nitride), and WSi (tungsten silicide) is deposited. The W / WN / WSi film 18 becomes a wiring. When the polysilicon film 17 is deposited only so as to fill a groove formed between the first and second GS layers, only the W / WN / WSi film 18 becomes a wiring. Such a structure is referred to as a BLG (Bit Line Gate) structure.

W/WN/WSi膜18の堆積後、加工用のマスク材料として、シリコン窒化膜(SiN)19が堆積され、その後、シリコン酸化膜(SiO)20が堆積される。シリコン酸化膜20の堆積後、レジスト21が堆積される。   After the W / WN / WSi film 18 is deposited, a silicon nitride film (SiN) 19 is deposited as a processing mask material, and then a silicon oxide film (SiO) 20 is deposited. After the silicon oxide film 20 is deposited, a resist 21 is deposited.

レジスト21の堆積後、リソグラフィなどによりシリコン窒化膜19およびシリコン酸化膜20のパターニングが行われる。パターニング後、図7に示すように、エッチングにより、第1のGS層9および第2のGS層15それぞれに対するゲート加工が行われる。   After the resist 21 is deposited, the silicon nitride film 19 and the silicon oxide film 20 are patterned by lithography or the like. After patterning, as shown in FIG. 7, gate processing is performed on each of the first GS layer 9 and the second GS layer 15 by etching.

ここで、上述したように、オーバーハング部10には、酸化アルミニウム膜11、窒化チタン膜12およびポリシリコン膜13といった第2のGS層15の材料の入り込みが生じている。オーバーハング部10に入り込んだ第2のGS層15の材料、特に、酸化アルミニウム膜11によりエッチングが阻害され、図7に示すように、第1のGS層9の端部に残渣22が生じる。なお、図7においては、簡略化のため、残渣22が第1のGS層9の端部に均一に生じているように記載しているが、実際には、不均一に生じる。また、残渣22の断面形状は、図7に示すような三角状に限定されるものではない。   Here, as described above, the material of the second GS layer 15 such as the aluminum oxide film 11, the titanium nitride film 12, and the polysilicon film 13 enters the overhang portion 10. Etching is inhibited by the material of the second GS layer 15 that has entered the overhang portion 10, in particular, the aluminum oxide film 11, and a residue 22 is generated at the end of the first GS layer 9 as shown in FIG. 7. In FIG. 7, for the sake of simplification, it is described that the residue 22 is uniformly generated at the end of the first GS layer 9, but actually, it is unevenly generated. Further, the cross-sectional shape of the residue 22 is not limited to a triangular shape as shown in FIG.

次に、残渣22により配線ショートが生じるメカニズムについて説明する。   Next, a mechanism for causing a wiring short due to the residue 22 will be described.

図8は、図7におけるシリコン膜窒化19、シリコン酸化膜20を除去した状態を示す図である。   FIG. 8 is a view showing a state in which the silicon film nitride 19 and the silicon oxide film 20 in FIG. 7 are removed.

図8においては、電位の異なる2本の配線31a,31bが形成されているものとする。なお、配線31a,31bはそれぞれ、High−k絶縁膜4、窒化チタン膜5、ポリシリコン膜6、酸化アルミニウム膜11、窒化チタン膜12、ポリシリコン膜13,16、W/WN/WSi膜18などが積層されたものであるが、これらの記載は省略する。   In FIG. 8, it is assumed that two wirings 31a and 31b having different potentials are formed. The wirings 31a and 31b are the High-k insulating film 4, the titanium nitride film 5, the polysilicon film 6, the aluminum oxide film 11, the titanium nitride film 12, the polysilicon films 13 and 16, and the W / WN / WSi film 18, respectively. These are laminated, but these descriptions are omitted.

上述したように、図8においては点線で示される、第1のGS層の端部、すなわち、第1の領域と第2の領域との境界に残渣22が生じる。残渣22にはTiNなどが含まれているため導電性を有する。   As described above, the residue 22 is generated at the end of the first GS layer, that is, the boundary between the first region and the second region, which is indicated by a dotted line in FIG. The residue 22 has conductivity because it contains TiN and the like.

ここで、図8に示すように、残渣22が配線31aおよび配線31bと接すると、ポリシリコン膜13,16を介して配線31a,31bと電気的に接続され、これらの配線間でショートが発生する。   Here, as shown in FIG. 8, when the residue 22 contacts the wiring 31a and the wiring 31b, they are electrically connected to the wirings 31a and 31b via the polysilicon films 13 and 16, and a short circuit occurs between these wirings. To do.

次に、本実施形態における半導体装置の構成について説明する。   Next, the configuration of the semiconductor device in the present embodiment will be described.

図9は、本実施形態における半導体装置100の構成を示すブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the semiconductor device 100 according to the present embodiment.

図9に示す半導体装置100は、メモリセルアレイ(Memory Cell Array)101−1〜101−4と、ロウデコーダ(X Dec)102と、カラムデコーダ(Y Dec)103と、サブワード制御回路(SWC:Sub-word Control Circuit)104−1〜104−4と、サブワードドライバ(SWD:Sub-word Driver)105−1〜105−4と、BLEQ(Bit Line Equalizing)回路106−1〜106−4と、センスアンプ107−1〜107−4と、カラムスイッチ(Y-Switch)108−1〜108−4と、データアンプ(Data Amplifier)109と、出力回路(Output Circuit)110と、を有する。   A semiconductor device 100 shown in FIG. 9 includes a memory cell array (Memory Cell Array) 101-1 to 101-4, a row decoder (X Dec) 102, a column decoder (Y Dec) 103, and a sub word control circuit (SWC: Sub -word control circuit (104-1) to 104-4, sub-word drivers (SWD) 105-1 to 105-4, BLEQ (Bit Line Equalizing) circuits 106-1 to 106-4, and sense It has amplifiers 107-1 to 107-4, column switches (Y-Switch) 108-1 to 108-4, a data amplifier 109, and an output circuit 110.

なお、メモリセルアレイ101−1に対応して、サブワード制御回路104−1、サブワードドライバ105−1、BLEQ回路106−1、センスアンプ107−1、および、カラムスイッチ(Y-Switch)108−1の各部が設けられている。また、メモリセルアレイ101−2〜101−4それぞれに対応して、上述した各部が同様の対応関係にて設けられている。そのため、以下では、メモリセルアレイ101−1とそれに対応する構成についてのみ説明する。また、図9においては、記載を省略したが、メモリセルアレイ101−1に対応して、複数のセンスアンプ107−1が設けられている。   In correspondence with the memory cell array 101-1, a sub word control circuit 104-1, a sub word driver 105-1, a BLEQ circuit 106-1, a sense amplifier 107-1, and a column switch (Y-Switch) 108-1 are provided. Each part is provided. Further, the above-described units are provided in the same correspondence relationship with each of the memory cell arrays 101-2 to 101-4. Therefore, only the memory cell array 101-1 and the configuration corresponding thereto will be described below. Although omitted from FIG. 9, a plurality of sense amplifiers 107-1 are provided corresponding to the memory cell array 101-1.

外部から与えられたアドレス信号および制御信号は、ロウデコーダ102、カラムデコーダ103、および、サブワード制御回路104−1に入力される。   An address signal and a control signal given from the outside are input to the row decoder 102, the column decoder 103, and the sub word control circuit 104-1.

メモリセルアレイ101−1においては、複数のサブワード線と複数のビット線とが交差しており、この交点にメモリセルが配置されている。   In memory cell array 101-1, a plurality of sub-word lines and a plurality of bit lines intersect, and memory cells are arranged at these intersections.

ロウデコーダ102は、外部から与えられた信号に基づき、メモリセルアレイ101に含まれるサブワード線のいずれかを選択する。   The row decoder 102 selects one of the sub word lines included in the memory cell array 101 based on a signal supplied from the outside.

カラムデコーダ103は、外部から与えられた信号に基づき、複数のセンスアンプのいずれかを選択する。   The column decoder 103 selects one of a plurality of sense amplifiers based on a signal given from the outside.

サブワード制御回路104−1は、外部から与えられた信号に基づき、サブワードドライバ105−1、BLEQ回路106−1およびカラムスイッチ108−1に動作指示を行う。   The sub word control circuit 104-1 instructs the sub word driver 105-1, the BLEQ circuit 106-1 and the column switch 108-1 based on a signal given from the outside.

サブワードドライバ105−1は、サブワード制御回路104−1からの指示を受けて、ロウデコーダ102により選択されたサブワード線を駆動させる。   The sub word driver 105-1 drives the sub word line selected by the row decoder 102 in response to an instruction from the sub word control circuit 104-1.

BLEQ回路106−1は、サブワード制御回路104−1からの指示を受けて、センスアンプ107−1に電源を供給するための配線の電位をイコライズする。   The BLEQ circuit 106-1 receives the instruction from the sub word control circuit 104-1, and equalizes the potential of the wiring for supplying power to the sense amplifier 107-1.

センスアンプ107−1は、カラムデコーダ103により選択されると、メモリセルアレイ101−1の対応するビット線に接続され、サブワード線およびビット線を介して出力されたデータを増幅して出力する。   When sense amplifier 107-1 is selected by column decoder 103, it is connected to the corresponding bit line of memory cell array 101-1, and amplifies and outputs the data output via the sub word line and the bit line.

カラムスイッチ108−1は、ビット線とデータ入出力線との間に設けられ、サブワード制御回路104−1からの指示を受けて、オンまたはオフとなる。カラムスイッチ108−1がオンになると、センスアンプ107−1から出力されたデータが、データアンプ109に出力される。   The column switch 108-1 is provided between the bit line and the data input / output line, and is turned on or off in response to an instruction from the sub word control circuit 104-1. When the column switch 108-1 is turned on, the data output from the sense amplifier 107-1 is output to the data amplifier 109.

データアンプ109は、センスアンプ107−1から出力されたデータを増幅し、出力回路110に出力する。   The data amplifier 109 amplifies the data output from the sense amplifier 107-1 and outputs it to the output circuit 110.

出力回路110は、データアンプ109から出力されたデータを半導体装置100の外部に出力する。   The output circuit 110 outputs the data output from the data amplifier 109 to the outside of the semiconductor device 100.

図10は、図9に示す構成の半導体装置の回路レイアウトの一例を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing an example of a circuit layout of the semiconductor device having the configuration shown in FIG.

図10に示すように、メモリセルアレイ101が形成される領域201の周辺に、センスアンプ107を構成するPチャネル型トランジスタが形成される領域202、センスアンプ107、BLEQ回路106を構成するNチャネル型トランジスタが形成される領域203、カラムスイッチ108を構成するPチャネル型トランジスタが形成される領域204、サブワード制御回路104を構成するPチャネル型トランジスタが形成される領域205、サブワード制御回路104を構成するNチャネル型トランジスタが形成される領域206、サブワードドライバ105を構成するPチャネル型トランジスタが形成される領域207、および、サブワードドライバ105を構成するNチャネル型トランジスタが形成される領域208が配置される。   As shown in FIG. 10, in the periphery of the region 201 where the memory cell array 101 is formed, the region 202 where the P-channel transistor constituting the sense amplifier 107 is formed, the sense amplifier 107, and the N-channel type constituting the BLEQ circuit 106. A region 203 where a transistor is formed, a region 204 where a P-channel transistor constituting the column switch 108 is formed, a region 205 where a P-channel transistor constituting the subword control circuit 104 is formed, and a subword control circuit 104 A region 206 where an N-channel transistor is formed, a region 207 where a P-channel transistor constituting the sub-word driver 105 is formed, and a region 208 where an N-channel transistor constituting the sub-word driver 105 is formed are arranged. That.

なお、図10においては、ロウデコーダ102、カラムデコーダ103、データアンプ109、および、出力回路110については記載を省略する。   In FIG. 10, the description of the row decoder 102, the column decoder 103, the data amplifier 109, and the output circuit 110 is omitted.

図10に示すような導電型の異なるトランジスタを形成する場合にも、一導電型としてのPチャネル型MISFETのための第1のGS層が形成される第1の領域と、他導電型としてのNチャネル型MISFETのための第2のGS層が形成される第2の領域と、の境界に残渣が生じることがある。   Even when transistors having different conductivity types as shown in FIG. 10 are formed, the first region where the first GS layer for the P-channel type MISFET as one conductivity type is formed and the other conductivity type Residue may occur at the boundary between the second region where the second GS layer for the N-channel MISFET is formed.

図11は、図10に示す半導体装置における第1および第2のGS層のパターンと半導体基板上のウェル(素子領域)との関係の一例を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the patterns of the first and second GS layers and the well (element region) on the semiconductor substrate in the semiconductor device shown in FIG.

図11において、斜線で示される領域301は、nウェル領域を示す。   In FIG. 11, a region 301 indicated by hatching indicates an n-well region.

一般に、設計の効率化のためにnウェルパターン上に、Pチャネル型MISFETのための第1のGS層が積層される。また、nウェルパターンは、Pチャネル型MISFETが形成される領域を接続するようにレイアウトされる。そのため、第1のGS層のパターンもnウェル領域のパターンに沿って延在する。その結果、第1のGS層のパターンの境界は、図11の点線で示されるようになる。   In general, a first GS layer for a P-channel MISFET is stacked on an n-well pattern for design efficiency. The n-well pattern is laid out so as to connect regions where P-channel MISFETs are formed. Therefore, the pattern of the first GS layer also extends along the pattern of the n-well region. As a result, the boundary of the pattern of the first GS layer is as shown by the dotted line in FIG.

上述したように、第1および第2のGS層の境界において残渣が生じるので、図11に示す点線に沿って残渣が生じる。残渣が電位の異なる複数の配線302に重なると、その配線間でショートが発生する。図11に示すnウェルパターンのレイアウトにおいては、実線矢印で示す複数の箇所で、第1のGS層の境界が電位の異なる2つの配線302と重なっており、これらの箇所では、配線間でショートが発生する可能性がある。   As described above, since a residue is generated at the boundary between the first and second GS layers, the residue is generated along the dotted line shown in FIG. When the residue overlaps the plurality of wirings 302 having different potentials, a short circuit occurs between the wirings. In the layout of the n-well pattern shown in FIG. 11, the boundary of the first GS layer overlaps with two wirings 302 having different potentials at a plurality of locations indicated by solid line arrows, and at these locations, a short circuit occurs between the wirings. May occur.

図12は、図11に示す矩形領域Aの拡大図である。   12 is an enlarged view of the rectangular area A shown in FIG.

配線302−1は、内部電位Vppの配線であり、また、配線302−2は、電位VBLEQ(Bit Line Equalizing Voltage)、あるいは、電位VBLP(Bit Line Pre-charge Voltage)の配線である。なお、例えば、電位VBLEQは1.3Vであり、電位VBLPは0.48Vであり、電位Vppとは異なる電位である。   The wiring 302-1 is a wiring having an internal potential Vpp, and the wiring 302-2 is a wiring having a potential VBLEQ (Bit Line Equalizing Voltage) or a potential VBLP (Bit Line Pre-charge Voltage). Note that, for example, the potential VBLEQ is 1.3 V, the potential VBLP is 0.48 V, and is different from the potential Vpp.

拡散層303は、Pチャネル型MISFETあるいはNチャネル型MISFETのソース、ドレインとなる拡散層、コンタクトを介してウェルの電位を設定するための拡散層などを示す。   The diffusion layer 303 indicates a diffusion layer that serves as a source and drain of a P-channel MISFET or N-channel MISFET, a diffusion layer for setting the potential of a well via a contact, and the like.

図12に示すように、点線で示される第1のGS層の境界が、配線302−1および配線302−2と重なっている。なお、図12において、実線丸印は配線302−1と第1のGS層の境界との交点を示し、点線丸印は配線302−2と第1のGS層の境界との交点を示す。ここで、配線302−1と第1のGS層の境界との交点と、配線302−2と第1のGS層の境界との交点と、の間に第1のGS層の境界に沿って残渣が生じると、配線302−1と配線302−2との間でショートが発生するおそれがある。   As shown in FIG. 12, the boundary of the first GS layer indicated by the dotted line overlaps with the wiring 302-1 and the wiring 302-2. In FIG. 12, a solid line circle indicates an intersection between the wiring 302-1 and the boundary of the first GS layer, and a dotted line circle indicates an intersection between the wiring 302-2 and the boundary of the first GS layer. Here, along the boundary of the first GS layer between the intersection of the wiring 302-1 and the boundary of the first GS layer and the intersection of the wiring 302-2 and the boundary of the first GS layer. When the residue is generated, there is a possibility that a short circuit may occur between the wiring 302-1 and the wiring 302-2.

次に、本実施形態の半導体装置100における第1および第2のGS層のパターンと半導体基板上のウェルとの関係について説明する。   Next, the relationship between the patterns of the first and second GS layers and the wells on the semiconductor substrate in the semiconductor device 100 of this embodiment will be described.

図13は、本実施形態の半導体装置100における第1および第2のGS層のパターンと半導体基板上のウェルとの関係を示す図である。なお、図13において、図11と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。   FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the patterns of the first and second GS layers and the wells on the semiconductor substrate in the semiconductor device 100 of this embodiment. In FIG. 13, the same components as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態の半導体装置100は、図11に示す半導体装置と比較して、第1のGS層が積層されるnウェルパターンが連続しておらず、島状に離れて形成されている点が異なる。nウェルパターンを島状に形成することで、第1のGS層の境界が電位の異なる2つの配線と重ならないようにすることができる。   Compared to the semiconductor device shown in FIG. 11, the semiconductor device 100 of the present embodiment has a point that the n-well pattern in which the first GS layer is stacked is not continuous and is formed in an island shape. Different. By forming the n-well pattern in an island shape, the boundary of the first GS layer can be prevented from overlapping with two wirings having different potentials.

図14は、図13に示す矩形領域Bの拡大図である。なお、矩形領域Aと矩形領域Bとは、対応する位置関係にある。また、図14において、図12と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。   FIG. 14 is an enlarged view of the rectangular area B shown in FIG. Note that the rectangular area A and the rectangular area B have a corresponding positional relationship. Further, in FIG. 14, the same components as those in FIG.

上述したように、nウェルパターン、つまり、Pチャネル型MISFETが形成される領域は島状に離れて形成されている。そのため、図14に示すように、第1のGS層の境界が第1の配線としての配線302−1とは重なるが、第2の配線としての配線302−2とは重ならない。そのため、第1のGS層の境界に残渣が生じても、その残渣により配線302−1と配線302−2との間でショートが発生することを防ぐことができる。   As described above, the n-well pattern, that is, the region where the P-channel MISFET is formed is formed in an island shape. Therefore, as shown in FIG. 14, the boundary of the first GS layer overlaps with the wiring 302-1 as the first wiring, but does not overlap with the wiring 302-2 as the second wiring. Therefore, even when a residue is generated at the boundary of the first GS layer, it is possible to prevent a short circuit from occurring between the wiring 302-1 and the wiring 302-2 due to the residue.

なお、nウェルパターンを島状に形成するようにしても、図13に示す、領域205の周辺箇所(箇所C)および領域202の周辺箇所(箇所D)において、残渣によるショートが発生する可能性がある。   Even if the n-well pattern is formed in an island shape, a short circuit due to a residue may occur in the peripheral portion (location C) of the region 205 and the peripheral portion (location D) of the region 202 shown in FIG. There is.

以下では、上述した箇所C,Dにおいて、残渣によるショートが発生しないようにする方法について説明する。   Hereinafter, a method for preventing the occurrence of a short circuit due to residue in the above-described locations C and D will be described.

まず、上述した箇所Cにおいて、残渣によるショートが発生しないようにするための方法について説明する。   First, a method for preventing a short circuit due to a residue from occurring in the above-described portion C will be described.

図15は、図13に示す箇所C付近の拡大図である。   FIG. 15 is an enlarged view of the vicinity of the location C shown in FIG.

図15に示すように、電位の異なる配線302−3と配線302−4とが隣接している部分がある。この部分において、第1のGS層の境界が配線302−3および配線302−4と重なると、これらの配線間でショートが発生する可能性がある。ここで、一般に、配線302−3と配線302−4との間には180μm程度の間隔がある。そのため、ショートの発生を防ぐためには、その180μm程度の間隔に第1のGS層の境界が位置するようにすればよい。180μm程度の間隔にGS層の境界を位置させることは、例えば、KrF(エキシマレーザ)露光機を用いて実現可能である。   As illustrated in FIG. 15, there is a portion where the wiring 302-3 and the wiring 302-4 having different potentials are adjacent to each other. In this portion, if the boundary of the first GS layer overlaps with the wiring 302-3 and the wiring 302-4, a short circuit may occur between these wirings. Here, generally, there is an interval of about 180 μm between the wiring 302-3 and the wiring 302-4. Therefore, in order to prevent the occurrence of a short circuit, the boundary of the first GS layer may be positioned at an interval of about 180 μm. Positioning the boundary of the GS layer at an interval of about 180 μm can be realized using, for example, a KrF (excimer laser) exposure machine.

次に、上述した箇所Dにおいて、残渣によるショートが発生しないようにするための方法について説明する。   Next, a method for preventing the occurrence of a short circuit due to a residue in the above-described portion D will be described.

図16Aは、図13に示す箇所D付近の拡大図である。   FIG. 16A is an enlarged view in the vicinity of a portion D shown in FIG.

図16Aにおいて、配線302−5はnウェル電位の配線であり、配線302−6は電位VBLPの配線である。また、実線丸印は、配線302−5と第1のGS層の境界との交点を示し、点線丸印は、配線302−6と第1のGS層の境界との交点を示す。   In FIG. 16A, a wiring 302-5 is a wiring having an n-well potential, and a wiring 302-6 is a wiring having a potential VBLP. A solid line circle indicates an intersection between the wiring 302-5 and the boundary of the first GS layer, and a dotted line circle indicates an intersection between the wiring 302-6 and the boundary of the first GS layer.

図16Aに示すように、第1のGS層の境界が、配線302−5および配線302−6と重なっている。ここで、配線302−5と第1のGS層の境界との交点と、配線302−6と第1のGS層の境界との交点と、の間に第1のGS層の境界に沿って残渣が生じると、これらの配線間でショートが発生する。   As illustrated in FIG. 16A, the boundary of the first GS layer overlaps with the wiring 302-5 and the wiring 302-6. Here, along the boundary of the first GS layer between the intersection of the wiring 302-5 and the boundary of the first GS layer and the intersection of the wiring 302-6 and the boundary of the first GS layer. When a residue is generated, a short circuit occurs between these wirings.

そこで、図16Bに示すように、配線302−5および配線302−6のレイアウトを変更することで、第1のGS層の境界に残渣が生じても、ショートが発生しないようにすることができる。具体的には、図16Aにおいて、配線302−6の右側の領域に延在する配線302−5を無くし、その領域に図16Bに示すように、配線302−6が延在するようにレイアウト変更することで、第1のGS層の境界が配線302−5とは重なるが、配線302−6とは重ならないようにすることができる。そのため、第1のGS層の境界で残渣が生じても、ショートが発生するのを防ぐことができる。   Therefore, as shown in FIG. 16B, by changing the layout of the wiring 302-5 and the wiring 302-6, even if a residue is generated at the boundary of the first GS layer, a short circuit can be prevented. . Specifically, in FIG. 16A, the wiring 302-5 extending to the area on the right side of the wiring 302-6 is eliminated, and the layout is changed so that the wiring 302-6 extends in that area as shown in FIG. 16B. Thus, the boundary of the first GS layer overlaps with the wiring 302-5 but does not overlap with the wiring 302-6. Therefore, even if a residue is generated at the boundary of the first GS layer, occurrence of a short circuit can be prevented.

上述した箇所Dにおいて残渣によるショートが生じないようにするための方法についてより詳細に説明する。   A method for preventing the short circuit due to the residue from occurring in the above-described portion D will be described in more detail.

図17Aは、図16Aに示す矩形領域Eの拡大図である。   FIG. 17A is an enlarged view of the rectangular area E shown in FIG. 16A.

図17Aにおいては、配線302−5,302−6とは異なる層に形成された配線304および配線304と配線302−5,302−6とを接続するコンタクト305を記載している。なお、配線304としては、nウェル電位の配線や、電位VBLPの配線などがある。配線302−5は、配線304のうち、nウェル電位の配線とコンタクト305−1を介して接続され、nウェル電位となる。また、配線302−6は、電位VBLPの配線とコンタクト305−2を介して接続され、電位VBLPとなる。   In FIG. 17A, a wiring 304 formed in a layer different from the wirings 302-5 and 302-6 and a contact 305 connecting the wiring 304 and the wirings 302-5 and 302-6 are shown. Note that as the wiring 304, there are an n-well potential wiring, a potential VBLP wiring, and the like. The wiring 302-5 is connected to the n-well potential wiring of the wiring 304 through the contact 305-1 and becomes the n-well potential. In addition, the wiring 302-6 is connected to the wiring of the potential VBLP via the contact 305-2 and becomes the potential VBLP.

図17Bは、図16Bに示す矩形領域Fの拡大図である。なお、矩形領域Fは矩形領域Eに対応する領域である。   FIG. 17B is an enlarged view of the rectangular area F shown in FIG. 16B. The rectangular area F is an area corresponding to the rectangular area E.

図16Bに示すように、配線302−5および配線302−6のレイアウトを変更することで、第1のGS層の境界が配線302−5としか重ならないようにしている。配線302−5および配線302−6のレイアウトの変更に伴い、コンタクト305−1,305−2のレイアウトも変更する必要がある。具体的には、図17Aの破線で囲まれる配線302−6が延在していた領域に設けられていたコンタクト305−2の位置を、図17Bの実線で囲まれる領域に変更する。なお、図17Aと図17Bとで、2つのコンタクト305−2の間隔は保持されている。また、図17Aの点線で囲まれる領域に設けられていた、配線302−6の右側に延在していた配線302−5とnウェル電位の配線304とを接続するコンタクト305−1を削除する。こうすることで、配線302−5はnウェル電位とし、配線302−6は電位VBLPとすることができる。   As shown in FIG. 16B, the layout of the wiring 302-5 and the wiring 302-6 is changed so that the boundary of the first GS layer only overlaps with the wiring 302-5. With the change in the layout of the wiring 302-5 and the wiring 302-6, the layout of the contacts 305-1 and 305-2 also needs to be changed. Specifically, the position of the contact 305-2 provided in the region where the wiring 302-6 surrounded by the broken line in FIG. 17A has been extended is changed to the region surrounded by the solid line in FIG. 17B. In FIG. 17A and FIG. 17B, the distance between the two contacts 305-2 is maintained. Further, the contact 305-1 connecting the wiring 302-5 extending to the right side of the wiring 302-6 and the wiring 304 of the n-well potential provided in the region surrounded by the dotted line in FIG. 17A is deleted. . Accordingly, the wiring 302-5 can be set to an n-well potential and the wiring 302-6 can be set to a potential VBLP.

このように本実施形態によれば、半導体装置100は、高誘電率材料を含むHigh−k絶縁膜とHigh−k絶縁膜上に形成されたメタルゲート電極とを備える第1のトランジスタが形成されるSi基板1上の第1の領域と、High−k絶縁膜とHigh−k絶縁膜上に形成されたメタルゲート電極とを備え、第1のトランジスタとは閾値電圧の異なる第2のトランジスタが形成されるSi基板1上の第2の領域と、電位の異なる第1および第2の配線と、を有し、第1および第2の領域の境界が、第1および第2の配線の少なくとも一方としか重ならない。   As described above, according to the present embodiment, the semiconductor device 100 includes the first transistor including the high-k insulating film containing the high dielectric constant material and the metal gate electrode formed on the high-k insulating film. A second transistor having a threshold voltage different from that of the first transistor, the first region having a first region on the Si substrate 1, a high-k insulating film, and a metal gate electrode formed on the high-k insulating film. A second region on the Si substrate 1 to be formed; and first and second wirings having different potentials, wherein the boundary between the first and second regions is at least of the first and second wirings. It only overlaps one side.

そのため、第1および第2の領域の境界に沿って残渣が生じても、その残渣が電位の異なる2つの配線と接することがなくなるので、配線間でショートが発生するのを防ぐことができる。   For this reason, even if a residue is generated along the boundary between the first and second regions, the residue does not contact two wirings having different potentials, so that a short circuit between the wirings can be prevented.

1 Si基板
2 STI
3 シリコン酸化膜
4 High−k絶縁膜
5 窒化チタン膜
6 ポリシリコン膜
7 シリコン酸化膜
8,14,21 レジスト
9 第1のGS層
10 オーバーハング部
11 酸化アルミニウム膜
12 窒化チタン膜
13 ポリシリコン膜
15 第2のGS層
16 第1のGS層の端部
17 ポリシリコン膜
18 W/WN/WSi膜
19 シリコン窒化膜
20 シリコン酸化膜
22 残渣
31a,31b 配線
100 半導体装置
101−1〜101−4 メモリセルアレイ
102 ロウデコーダ
103 カラムデコーダ
104−1〜104−4 サブワード制御回路
105−1〜105−4 サブワードドライバ
106−1〜106−4 BLEQ回路
107−1〜107−4 センスアンプ
108−1〜108−4 カラムスイッチ
109 データアンプ
110 出力回路
201 メモリセルアレイ形成領域
202,204,205,207 Pチャネル型トランジスタ形成領域
203,206,208 Nチャネル型トランジスタ形成領域
301 nウェル領域
302,302−1〜302−6 配線
303 拡散層
304 配線
305−1,305−2 コンタクト
1 Si substrate 2 STI
3 Silicon oxide film 4 High-k insulating film 5 Titanium nitride film 6 Polysilicon film 7 Silicon oxide film 8, 14, 21 Resist 9 First GS layer 10 Overhang portion 11 Aluminum oxide film 12 Titanium nitride film 13 Polysilicon film 15 Second GS layer 16 End of first GS layer 17 Polysilicon film 18 W / WN / WSi film 19 Silicon nitride film 20 Silicon oxide film 22 Residue 31a, 31b Wiring 100 Semiconductor device 101-1 to 101-4 Memory cell array 102 Row decoder 103 Column decoder 104-1 to 104-4 Sub word control circuit 105-1 to 105-4 Sub word driver 106-1 to 106-4 BLEQ circuit 107-1 to 107-4 Sense amplifiers 108-1 to 108 -4 Column switch 109 Data amplifier DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Output circuit 201 Memory cell array formation area 202,204,205,207 P channel type transistor formation area 203,206,208 N channel type transistor formation area 301 N well area 302,302-1 to 302-6 Wiring 303 Diffusion layer 304 Wiring 305-1, 305-2 Contact

Claims (3)

半導体基板と、
高誘電率材料を含む第1のゲート絶縁膜と前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第1のメタルゲート電極とを備える第1のトランジスタが形成される前記半導体基板上の第1の領域と、
高誘電率材料を含む第2のゲート絶縁膜と前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のメタルゲート電極とを備え、前記第1のトランジスタとは閾値電圧の異なる第2のトランジスタが形成される前記半導体基板上の前記第1の領域に並ぶ第2の領域と、
電位の異なる第1および第2の配線と、を有し、
前記第1の領域と前記第2の領域との境界が、前記第1および第2の配線の少なくとも一方としか重ならないことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A first transistor on the semiconductor substrate on which a first transistor comprising a first gate insulating film containing a high dielectric constant material and a first metal gate electrode formed on the first gate insulating film is formed. Area,
A second transistor having a second gate insulating film containing a high dielectric constant material and a second metal gate electrode formed on the second gate insulating film and having a threshold voltage different from that of the first transistor A second region aligned with the first region on the semiconductor substrate on which is formed,
First and second wirings having different potentials,
A semiconductor device, wherein a boundary between the first region and the second region overlaps only with at least one of the first and second wirings.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第1のゲート絶縁膜と前記第2のゲート絶縁膜とは同じ高誘電率材料からなり、
前記第1のトランジスタのゲートは、前記高誘電率材料が前記半導体基板上に堆積された後、前記第1のメタルゲート電極の電極材料が堆積され、前記第1の領域以外に堆積された前記第1のメタルゲート電極の電極材料が除去されることで形成され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1のメタルゲート電極の電極材料の除去後、前記第2のメタルゲート電極の電極材料が堆積され、前記第2の領域以外に堆積された前記第2のメタルゲート電極の電極材料が除去されることで形成されることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The first gate insulating film and the second gate insulating film are made of the same high dielectric constant material,
The gate of the first transistor is formed by depositing an electrode material of the first metal gate electrode after the high dielectric constant material is deposited on the semiconductor substrate, and depositing the material other than the first region. Formed by removing the electrode material of the first metal gate electrode;
After the electrode material of the first metal gate electrode is removed, the electrode material of the second metal gate electrode is deposited on the gate of the second transistor, and the second transistor is deposited outside the second region. A semiconductor device formed by removing the electrode material of the metal gate electrode.
請求項1または2記載の半導体装置において、
前記第1および第2のトランジスタは、導電型が異なることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device, wherein the first and second transistors have different conductivity types.
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